Raziskovalne novice
Dve ugledni objavi s področja mikroprocesnega inženirstva
07/03/2024
V prestižni reviji Chemical Engineering Journal (faktor vpliva 15,1) sta bili nedavno objavljeni dve pomembni študiji Raziskovalne skupine za mikroprocesno inženirstvo, ki ponazarjata intenzifikacijo (bio)kemijskih procesov z uporabo mikropretočnih sistemov na osnovi matematičnega modeliranja.
Raziskava z naslovom Na modelu osnovano načrtovanje kontinuirne biotransformacije v miniaturiziranem bioreaktorju s celicami kvasovk, imobiliziranih v plast hidrogela (Model-based design of continuous biotransformation in a microscale bioreactor with yeast cells immobilized in a hydrogel film) se osredotoča na postavitev in razvoj matematičnega modela za kontinuirno biotransformacijo v mikroreaktorju, kjer imobilizirane celice v hidrogelnih slojih omogočajo izjemno učinkovito izvedbo modelne biokatalitske reakcije za proizvodnjo jabolčne kisline iz fumarne. Uporaba matematičnega modela in analize časovnih nivojev predstavlja inovativnen pristop za načrtovanje optimalnih pogojev za izvedbo procesa v mikroreaktorju in s tem intenzifikacijo procesov.
Chemical Engineering Journal, 483, 149317, 2024
Druga raziskava, z naslovom Mikrofluidna naprava s hidrogeli odzivnimi na redoks dražljaj za nadzorovano razgradnjo bisfenola A (Microfluidics with redox-responsive hydrogels for on-demand BPA degradation), predstavlja dizajn naprednega elektromikroreaktorja z integracijo pametnih, na dražljaj odzivnih hidrogelov za ciljno odstranjevanje organskih onesnaževal. Pri tem izkorišča nadzorovano sproščanje železovih ionov za tarčno aktivacijo in nastanek reaktivnih radikalov in situ. Ta pristop omogoča kontinuirno odstranjevanje bisfenola A z visoko učinkovitostjo, kar odpira možnost integracije mikrofluidnih sistemov v okoljske aplikacije. Z uporabo modela računalniške dinamike tekočin (CFD) so bili elektrokemični pogoji prilagojeni zahtevam končne aplikacije, kar je omogočilo intenzifikacijo procesa. Napredni modelno zasnovani pristop odpira nove možnosti v aplikativni kemiji in inženirstvu ter predstavlja sodobno strategijo pri načrtovanju kemijskih procesov z izkoriščanjem naprednih računalniških orodij in pretočne mikrofluidne tehnologije.
Chemical Engineering Journal, 485, 149542, 2024